PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN

Xác định được các tình trạng làm việc của khí cụ điện và dây dẫn 2.. Hình thành thói quen kiểm tra, kiểm soát các dòng điện chạy qua trang thiết bị trong nhà máy điện, trạm biến áp và lư

41

CHƯƠNG 4 DÒNG ĐIỆN LÀM VIỆC TÍNH TOÁN Dàn bài

I Các tình trạng làm việc của khí cụ điện và dây dẫn

II Ví dụ 1 và Ví dụ 2

III Tóm tắt và ôn tập

Mục tiêu

1 Xác định được các tình trạng làm việc của khí cụ điện và dây dẫn

2 Hiểu rõ thế nào là làm việc bình thường và làm việc cưỡng bức trong lưới điện

3 Xác định được các dòng điện làm việc lớn nhất đi qua các trang thiết bị điện

4 Xác định dòng định mức cho các trang thiết bị có dòng điện làm việc lớn nhất qua

5 Làm quen với việc chỉ danh các trang thiết bị trong nhà máy điện và trạm biến áp

6 Hình thành thói quen kiểm tra, kiểm soát các dòng điện chạy qua trang thiết bị trong nhà máy điện, trạm biến áp và lưới điện để xét các tình trạng làm việc của trang thiết bị đó sao cho vận hành là hợp lý nhất

Hình 4 – 1 Dòng điện định mức của các trang thiết bị điện được xác định

từ dòng điện làm việc tính toán

42

I CÁC TÌNH TRẠNG LÀM VIỆC CỦA KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ DÂY DẪN

I.1 Khái ni ệm: Các khí cụ điện và dây dẫn có hai tình trạng làm việc

 Bình thường ứng với dòng điện bình thường I bt

 Cưỡng bức ứng với dòng điện cưỡng bức I cb

Tình trạng làm việc bình thường là tình trạng mà không có phần tử nào của khu vực đang xét bị cắt Dòng làm việc bình thường là dòng điện lớn nhất ở tình trạng này Dòng làm việc bình thường dùng để chọn tiết diện dây dẫn và cáp theo điều kiện kinh tế

Tình trạng làm việc cưỡng bức là tình trạng làm việc nếu một phần tử của khu vực đang xét bị cắt Dòng cưỡng bức thường lớn hơn dòng bình thường Dòng cưỡng bức dùng để chọn khí cụ điện và dây dẫn theo điều kiện phát nóng lâu dài

I.2 Máy phát điện và máy bù đồng bộ

Dòng bình thường được xác định bởi dòng định mức Ibt = I đmF

Dòng cưỡng bức được xác định theo quá tải dây phần tĩnh Icb = 1,05 I đmF

 IđmF : dòng định mức của máy phát

I.3 Máy biến áp lực

Khi trạm chỉ có một máy biến áp

 Dòng bình thường được xác định theo phụ tải cực đại của nó

 Không có tình trạng cưỡng bức

Khi trạm có nhiều máy biến áp làm việc song song

 Dòng bình thường được xác định khi tất cả máy biến áp làm viêc với phụ tải chung cực đại

 Dòng cưỡng bức được xác định khi một máy biến áp bị cắt sự cố vào lúc phụ tải cực đại

I.4 Máy phát điện – Máy biến áp 2 cuộn dây trọn bộ

Dòng điện bình thường và cưỡng bức được xác định như trường hợp (I.2)

I.5 Đường dây tải điện

Đối với đường dây tải điện đơn

 Dòng bình thường xác định theo phụ tải cực đại của nó

 Dòng cưỡng bức không có

Đối với đường dây tải điện kép

 Dòng bình thường xác định theo một nửa phụ tải cực đại của nó

 Dòng cưỡng bức xác định theo phụ tải cực đại (gấp 2 dòng bình thường)

I.6 Thanh góp

Dòng điện trên thanh góp tùy thuộc vào cách bố trí và công suất các mạch nối vào thanh góp

 Đối với thanh góp máy phát bằng dòng định mức của máy phát hoặc máy biến áp lớn nhất nối vào thanh góp

43

 Đối với thanh gĩp cao của nhà máy điện và thanh gĩp 6  10 kV của trạm

hạ áp thì lấy bằng dịng điện định mức của máy biến áp lớn nhất

 Đối với các trạm biến áp trung gian, cần xét đến cơng suất chạy qua thanh gĩp từ trạm này đến trạm tiếp theo khơng qua máy biến áp của trạm này

II VÍ DỤ 1

Trạm biến áp trung gian cĩ hai máy biến áp đấu song song Các máy biến áp cĩ chống sét van (LA) để chống sĩng quá điện áp khí quyển lan truyền vào trạm biến

áp Máy biến áp tự ngẫu (phía thứ cấp) cĩ tổ đấu dây YNyna0 – d11, cơng suất định mức Sđm = 40MVA ; điện áp Uđm = 110/22-15 kV ; hệ số quá tải cho phép sự cố của máy biến áp ksc = 1,4 ; cơng suất tự dùng Stự dùng = 5% SB

 Phía U = 110kV là hệ thống một thanh gĩp, cĩ phân đoạn bằng máy cắt Thiết bị phân phối loại ngồi trời Cĩ hai lộ vào phân bố trên hai phân đoạn thanh gĩp

Cĩ bốn phát tuyến (2 hoạt động và 2 dự phịng) để kết vịng với các trạm biến áp trung gian khác cùng cấp

 Phía U = 22 kV là hệ thống hai thanh gĩp, thiết bị phân phối loại trong tủ Cĩ sáu phát tuyến gồm: 1 phát tuyến kép (Stải = 20MVA/phát tuyến) và 4 phát tuyến đơn, nối vào hai thanh gĩp (Stải =10MVA/phát tuyến) Hai máy biến áp tự dùng: bố trí trên hai thanh gĩp

Chế độ làm việc của hệ thống thanh gĩp 22kV là làm việc song song

 Phía U = 15 kV là hệ thống một thanh gĩp cĩ phân đoạn bằng máy cắt, thiết bị phân phối loại trong tủ

Cĩ bốn phát tuyến gồm: 4 phát tuyến đơn (Stải = 5 MVA/phát tuyến)

 Các lộ vào - ra - liên lạc - vịng - của trạm biến áp đều được bố trí máy cắt, dao cách ly, máy biến áp đo lường, … phù hợp: điện áp, chức năng,

a) Vẽ sơ đồ nối dây và chỉ danh thiết bị trong trạm biến áp

b) Tính dịng bình thường và dịng cưỡng bức trên các máy cắt của trạm biến áp?

BÀI GIẢI

Tính dịng bình thường và dịng cưỡng bức trên các máy cắt của trạm biến áp Phía 110kV: Máy cắt 131 & 132

bị hư và xét Icb khi 1MBA bị hư

Phía 22kV:

Đối với máy cắt 431 và 432 (STải gồm cơng suất các phụ tải và tự dùng)

(kA) 0,21 I I và (kA) 0

bt (112)

cb  



(112) bt

(kA) 0,29 110

3

40

* 1,4 U 3

S 1,4 I

(kA)

0,21 110

3

40 U

3

S

cb N1

) 131

(

(kA) 1,47 22

3

40

* 1,4 U 3

S 1,4 I

(kA)

0,84 22

3

32 U

3

S

cb tải

) 431

(

(kA) 0,21 I

(kA) 0,145 I

* 0,5

cb (131)

cb (112)

44

Đối với máy cắt 475 và 476

Đối với máy cắt 471 ; 472 ; 473 ; 474

Đối với máy cắt 477 và 478

Đối với máy cắt 412

(Xét Icb khi 1MBA bị hư vì

tổng tải phía 22kV lớn hơn

tổng tải cho phép của 1MBA)

(kA) 0,52 22 3

10

* 2 U 3

S 2 I (kA)

0,26 22 3

10 U

3

S

cb tải

) 475 (

bức cưỡng dòng có Không (kA)

0,26 22

3

10 U

3

S

I( 471 ) tải

bt   

(kA) 0,073 22

3

0,1

* 1,4 U 3

S 1,4 I

(kA) 0,052 22

3

40

* 5%

U 3

S

cb td

) 477

(

(kA) 0,735 I

* 0,5 I

và (kA) 0

cb (412)

cb (412)

Hình 4 – 2

Sơ đồ nối điện của trạm

biến áp trong ví dụ 1

Đ1 Đ3 Đ5 Đ6 Đ4 Đ2

TU 81

112 112-1

C41

432

C12 C11

TD2

C42 C82

C81

832

831

132 132-3

132-2

131 131-3

131-1

112-2

431

473

471

TU 82

812

871

TD1

412

Lộ kép

CSV 82

45

Phía 15kV: Đối với máy cắt 831 và 832

Đối với máy cắt 871 ; 872 ; 873 ; 874

Đối với máy cắt 812 xét Icb khi 1 lộ vào thanh gĩp 15kV bị hư vì tổng tải phía 15kV nhỏ hơn tổng tải cho phép của 1MBA

III VÍ DỤ 2

Cho sơ đồ như hình vẽ : SD1 = 600 kVA SD2 = 800 kVA SD3 = 1000 kVA

SD4 = 1200 kVA SN1 = SN2 = 1600 kVA Điện áp của trạm UT = 22 kV Kqt = 1,4 a) Tính dịng bình thường Ibt và dịng cưỡng bức Icb cho các phần tử trên sơ đồ (thanh gĩp, máy cắt, ……)

b) Lập chỉ danh điều hành thiết bị và lập trình tự thao tác trong trạm, khi sửa chữa máy cắt nguồn N1 với các yêu cầu các phụ tải khơng bị mất điện khi máy cắt phân đoạn đang đĩng

BÀI GIẢI

Tính dịng bình thường I bt và dịng cưỡng bức I cb

Dịng bình thường Ibt và dịng cưỡng bức Icb của (5) ; (5’) ; (6) ; (7) ; (9) ; (10) tương tự nhau Vì thanh gĩp được tính theo mạch cĩ cơng suất lớn nhất gắn vào và máy cắt vịng (9) sẽ thay thế cho máy cắt nào cĩ dịng định mức lớn nhất trong mạch, khi sửa chữa máy cắt đĩ Nên chĩ cần tính cho (5)

Chọn dịng định mức của (5) ; (5’) ; (6) ; (7) ; (9) ; (10) theo dịng cưỡng bức (5) : Dịng bình thường Ibt qua máy cắt phân đoạn (8)

Dịng cưỡng bức Icb qua máy cắt phân đoạn (8) lớn nhất khi máy cắt (7) cắt

I(5) cb

(kA) 0,79 15 3

10

* 2 U 3

S 2 I (kA)

0,38 15 3

10 U

3

S

cb tải

) 831 (

bức cưỡng dòng có Không (kA)

0,19 15

3

5 U 3

S

I( 871 ) tải

bt   

(kA) 0,38 I I và (kA) 0

bt (812)

cb  



(812) bt

bức cưỡng dòng có Không (A)

15,75 22

3

600 U

3

S

I( 1 ) D1

bt   

bức cưỡng dòng có Không (A)

21,00 22

3

800 U

3

S

I( 2 ) D2

bt   

bức cưỡng dòng có Không (A)

26,24 22

3

1000 U

3

S

I( 3 ) D3

bt   

bức cưỡng dòng có Không (A)

31,50 22

3

1200 U

3

S

I( 4 ) D4

bt   

(A) 58,78 22

3

1600

* 1,4 U 3

S k I (A)

41,99 22

3

1600 U

3

S

cb N1

) 5 (

SPĐ = ½ {(SD2 + SD4) – (SD1 + SD3)} = ½{(1200 + 800) – (1000 + 600)} = 200 (kVA)

SSC = ksc x SđmBA – (SD1 + SD3) = 1,4 x 1600 – (600 + 1000) = 640 (kVA)

46

Chọn dòng định mức của (8) theo dòng cưỡng bức (8)

Hình 4 – 3 : Sơ đồ nối điện của trạm biến áp trong ví dụ 2

IV TÓM TẮT VÀ ÔN TẬP

TÓM TẮT

Các khí cụ điện và dây dẫn có hai tình trạng làm việc

* Bình thường ứng với dòng điện bình thường Ibt

* Cưỡng bức ứng với dòng điện cưỡng bức I cb

Dòng làm việc bình thường I bt dùng để chọn tiết diện dây dẫn và cáp theo điều kiện kinh tế

Dòng cưỡng bức thường I cb dùng để chọn khí cụ điện và dây dẫn theo điều kiện phát nóng lâu dài

Dòng cưỡng bức thường lớn hơn dòng bình thường

Công thức cơ bản Trong đó phần khó tìm nhất là S

(8) (9) (10)

(A) 23,51 22

3

640 U

3

S I (A)

7,35 22

3

200 U

3

S

cb PÑ

) 8 (

U 3

S

I 

47

CÂU HỎI ÔN TẬP

1 Dòng điện làm việc của trang thiết bị điện được xác định ứng với lúc: phụ tải cực

tiểu – phụ tải cực đại – phụ tải tại giờ cao điểm – phụ tải tại giờ thấp điểm

2 Các công thức và cách xác định dòng điện làm việc lớn nhất đi qua các trang thiết

bị của nhà máy điện và trạm biến áp

3 Trường hợp trạm biến áp nào là vận hành: bình thường ; cưỡng bức ; sự cố

4 Cho bảng số liệu phụ tải của máy biến áp T2 trong TBA trung gian như sau:

a Xác định S và costb của MBA T2?

b Vẽ đồ thị phụ tải P ; Q ; S của MBA

c Xác định Ilvmax đi qua MBA và Iđm

cho máy cắt phía sơ và thứ cấp

của MBA Biết UđmBA = 110/22kV

d Giả sử SđmMBA = 25MVA thì Iđm cho

máy cắt phía sơ và thứ cấp của

MBA sẽ thay đổi như thế nào?

5 * Cho sơ đồ như hình vẽ, tính Ibt và

Icb cho các phần tử (thanh góp, máy

cắt, áptomát) Biết SđmBA = 1,5 MVA

Utrung thế = 22 kV Uhạ thế = 0,4 kV

Công suất lộ kép Skép = 1,6 MVA

Công suất lộ đơn SA4 = 0,6 MVA

Công suất lộ đơn SA6 = 0,8 MVA

* Xác định dòng điện định mức của

áptomát: A1 – A3 – A4 – A5 – A6 và

lập bảng để so sánh

Áptômát I bt (A) I cb (A) I đm (A)

…

C42 C41

412

Lộ kép

A3

48

Hình 4 – 2 : Bảo dưỡng trang thiết bị trong trạm biến áp trung gian